工业企业厂界环境噪声排放标准属于(工业企业厂界环境噪声排放标准属于环境标准体系中的)

之前的系列文章如《声压级测量中的频率计权》，《时间计权快，慢，脉冲 – 到底什么意义》中我们已经对声压级的频率计权，时间计权，测量值等做过详细的介绍。这次咱们就来聊聊不同的频率计权，时间计权与测量值组合的声压级种类的适用范围。

声压级种类以及其适用范围

01、 LAF,LAS 实时声压级

声压级计通常以LA来表示A计权测得的声压级，比如LAF,LAS，单位dB，也有的会直接表示为dB(A)。这些声压级属于瞬时值或者称为实时声压级，可以用来实时显示声压级的变化或者抖动，或者用于计算其他种类声压级。通常也不会保存给最终用户（注意与后面要讲的dt历史数据区别开）。如下图蓝色曲线所示，实时声压级的动态变化很大，不适合用于作为限值。

实时声压级的随时间变化曲线

02、 LAeq等效连续声压级

如果要表示某一段时间内的声压级能量的连续平均值通常会使用等效声压级eq，或者叫平均声压级，等效声压级eq是衡量噪声暴露量的一个重要物理量。参照上图红色曲线，等效声压级相对稳定，常用作标准限值使用。常见的有LAeq，如在GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准中，对结构传播固定设备室内噪声排放限值要求的就是等效声压级LAeq，这也是我们评价环境噪声或现场音频的常用测量项目。

03、 LAeq_dt 以时间间隔为 dt 的声压级历史数据

如果想评估声压级随时间变化的数据，可以考虑使用LAeq_dt，这表示设备会以时间间隔为 dt 记录下每个时刻的平均声压级，参照下图蓝色台阶状曲线，每个“台阶”都表示一个时间间隔dt内的等效声压级。历史数据非常适合用于环境噪声测试以及产品噪声测试。用于环境噪声测试时，时间间隔dt不需要太小，因为我们在测试环境测试时间会很长，太小的dt意义不大。但是当用于产品噪声测试时，时间间隔太大的话，有些噪音问题会被隐藏或者平均掉。还是参照下面的蓝色曲线，当在是时间间隔dt内发生异常噪音时，由于执行的时积分平均计算，这时就很难察觉异常。此时我们还可以选择LAFmax_dt，这就是记录每个时刻的最大声压级，参照下图褐色曲线。当在dt内发生异常事件时，其也可以捕捉到最大的异常事件。若有多个异常噪音事件发生在dt内，LAFmax_dt也是心有余而力不足的。此时我们需要更小的时间间隔dt，dt越小单位时间内获得数据量就越多，也就意味着分析的越精确。通常这个dt要小于1秒，且搭配LAFmax_dt参数使用的话可以解决大部分问题。在某些特殊情况下甚至需要精确到毫秒级（目前的声级计的时间间隔通常为5秒，好一点的可以精确到100ms，甚至50ms），标准声级计功能基本就无能为力了，此时可以声级计的实时采集功能（如果支持的话）或者使用数据采集卡（如NI，研华的产品）实时记录，或者通过录制24bit，48KHz的音频文件，然后使用Python或者Matlab来解析音频文件的方式获取毫秒级的峰值数据。通过对参数的进一步的设置，甚至还可以计算不同频带（如500Hz）或频带范围（如20-200Hz，在弯弯那里要标准明确要求记录此带宽内数据）声压级的历史数据，不同种类声压级差如LCeq-LAeq的数据等等，因此数据历史记录功能在声学中非常好用。

LAeq_dt以及LAFmax_dt随时间变化曲线

04、 LCeq-LAeq

相较于A声压级，C声压级的适用范围更少一点。通常C声压级只作为可听声范围的总声压级的读数来使用，又称为总值或者宽带声压级。除了在ISO 2969或者SMPTE等影院标准中是明确要求测试C计权声压级外，其他标准中涉及的比较少。

与A声压级相比，C声压级对中低频声压级的削减要少的多，具体参照《声压级测量中的频率计权》中A，C计权的参数。因此C声级通常要大于A声级，但在某些特殊情况下，A计权也可能会比C计权或者Z计权声压级要大，具体可参照前文《LAeq竟然比LZeq大，有没有搞错！》。

目前的社会生活环境噪声中低频噪声能量很大的场景有很多，比如建筑施工噪声和施工噪声中经常会使用的电锤、各种泵、风机和重型柴油发动机等。如果按照当前标准推荐使用A计权测量，其低频噪声影响会被A计权所弱化，导致测试是合格的，但是对人的影响却是实实在在的，因为低频噪声直接与人的烦恼度相关，这也为什么其在噪声投诉中占了很大一部分比例的原因。因此低频噪声在噪声控制中的关注度持续上升，正是由于A，C计权在低频的差异性，因此很多老师使用LCeq-LAeq参数来衡量LFN（Low frequency Noise）低频分量。

LCeq-LAeq低频声压级随时间变化的曲线

ISO 4869-2:1994中，LCeq-LAeq之间的差值大于2 dB，则噪声具有低频率（L），如果LCeq-LAeq之间的差值小于2 dB, 则噪声具有高或中频率（M）配合使用HML评定听力保护器的等级。

在《Low frequency noise and annoyance in classroom》这篇2000年的论文里：作者将LCeq-LAeq<10dB时分类为低LFN噪声暴露，而当LCeq-LAeq>13dB时则分类为高LFN噪声暴露，有兴趣的可以查看具体文章。无独有偶，在之前的声学会议上，中科院的隋富生教授也曾提出过LCeq,5min-LAeq,5min-10的算法，用来强调低频成分的比重。限于学识浅薄，笔者未成见到规模使用LCeq-LAeq参数的场合，标准中也甚少提到这个参数的限值以及应用场合。有更多关于此参数信息的老师，希望不吝赐教。

05、 LAFmax最大声压级

06、 LCPKmax 峰值最大声压级

在GB 4959标准中最大声压级规定可以用有效值声压级，峰值声压级或者准峰值声压级中的一种或者多种方法，其中有效值声压级，峰值声压级即分别对应于LAFmax 和LCPKmax。这两个参数都可以被使用，但需注明清楚具体使用的是哪一种。对于LAFmax 和LCPKmax来说，这都可以用来表示最大声压级，其中的区别是：

l LAFmax 为有效值的A计权最大声压级

l LCPKmax为峰值的C计权最大声压级

世界卫生组织（WHO）建议的最大工作声压级也有 LCpeak的要求。

	LEX, 8h	LCpeak	要求
低标值	80 dB(A)	135 dB	建议戴听力保护装置
高标值	85 dB(A)	137 dB	需要戴听力保护装置且降低噪声等级
超标值	87 dB(A)	140 dB	戴听力保护装置的员工不能超过这个极限

关于有效值与峰值的区别，可以参照前文《声压级有效值，峰值，峰峰值的区别》

不同声压级的显示

07、 LN 或LAF xx% 统计声压级，累计百分声压级

统计声压级通常用于环境噪声分析，例如道路交通或者社区噪音评估。因为这些噪音通常是不规则或者动态变化较大，因此需要用统计学的方法来分析不同的声压级出现的概率。例如道路交通或者社区噪音评估。在测量周期里，声压级超过百分数 xx%；例如L90=LAF90%=53.3dB表示测量周期内声压级出现概率 90% 的声压级为53.3dB。

统计声压级范例

最常用的统计声压级为L10，L50，L90：

L10表示在取样时间内只有10%时间的噪声超过该能级，相当于噪声平均峰值；
L50表示在取样时间内有占50%时间的噪声超过该能级，相当于噪声平均值（中值）；
L90表示在取样时间内有占90%时间的噪声超过该能级，相当于噪声背景值。

如上图所示的数据，我们来简单算下L10-L50=6.4dB，与L50-L90=6.1dB。通常认为当L10-L50等于L50-L90时声压级统计特性符合对称正态分布，如果两者差别越大说明分布越不集中。因此我们以d = L10-L90 来反映噪声变化的程度，d越大表示噪声越不稳定。如果噪声压级的统计特性符合正态分布，那么：

08、 Lden昼夜等效声压级

研究表明，人在晚上与夜间的噪声的容忍度更低，也就是说这些时段的噪声干扰要比白天高，为了把不同时间段噪声对人的干扰的不同考虑进去，在计算一天24 h的等效声压级时，需要做以下修正:

a) 白天时间段6:00:00-18:00:00，修正0dB

b) 晚上时间段18:00:00-22:00:00，修正5dB

c) 夜间时间段22:00:00-6:00:00, ，修正10dB

将晚上与夜间的修正值带入下面算式计算这样得到昼夜间等效声压级，以符号Lden表示

式中：

Ld 白天的等效声压级；12 为白天的时长。
Le 晚间的等效声压级；4为晚间的时长。
Ln 夜间的等效声压级；8为夜间的时长

白天，晚上与夜间的时间范围以及时长可依地区不同而有所不同，每个时段的修正值可依据当地的规范具体定义。夜间时间也可以以午夜12点拆分开，但是不影响修正值。如果不拆分晚间时间，只计算白天与夜间得到的就是Ldn。若夜间也不算，那就是Ld。

09、 LAE 声暴露级

声暴级 LAE主要用于计算单次、离散或者非连续的噪声事件的噪音量，譬如一架飞机起飞、经过或降落。

式中PA为声压、P0为参考声压，T= t2-t1可取此次噪声事件最大声压级前后降低10 dB范围作为此次事件的时间间隔。除非特别说明，参考时间t0 一般取1秒，公式可以简化为：

也可以直接使用具备声暴露功能的设备直接测试得到。

如果在一段时间内间歇性的发生了多次噪声事件，每个噪声事件的声暴露级为LAEi，那么这段时间内的等效声压级可以通过下式计算：

10、 E噪声暴露量

当工作人员暴露在噪声环境下时，噪声对人的影响既与噪声大小有关还与暴露在噪声下的时间有关。噪声暴露量E就是设计用来衡量评估此类工况，定义为噪声的A计权声压值平方的时间积分，即：

式中：T是测量时间（h），pA是瞬时A计权声压。等效连续声压级（Leq）与噪声暴露量（E）之间的换算关系为：

国内外标准中一般规定暴露量限值为工人在85 dB下暴露8 小时接受的噪声剂量为1 Pa2•h (帕2•小时)。如果减少工作时间T，那么声压级Leq即可适当增加，但是噪声暴露量E仍然可以在标准限值范围内。

另一种相关参数噪声剂量DL ，它以噪声剂量E=1 Pa2•h (帕2•小时)设定噪音剂量DL=100%，此时意味着被测试人已达到最大允许暴露噪声。

11、 TNI交通噪声指数

非稳态的噪声由于具有变动起伏的特性，其比稳态噪声对人的影响更大。这在我们日常生活中非常常见，往往也是引起投诉的重要原因。之前取杭州参加会以，主办方安排我住过一个靠近电梯井的房间，当电梯运行并停止时总会有一个“哐当”声。我用手头的设备测试了一下， LAeq是小于40dBA的，但是这个间歇性的噪声实际上严重打搅了我的休息。

TNI考虑到了噪声起伏变化的影响，其表达式为：

在之前的统计声压级那段我们已经提到过：d反映了噪声变化的程度，d越大表示噪声起伏越大，L90越高表示本底噪声越高，两个因素都会导致TNI越大，对人的干扰程度越大。

12、 SD标准偏差/NPL噪声污染级

前面咱们使用d来表示噪声变化的程度，我们还可以用数学上的标准偏差SD表示噪声变化程度：标准偏差越小，这些值偏离平均值就越少，也就意味着噪声越稳定，反之亦然。

式中：为整个采样时间内所有A声压级的算术平均值，LAi为第i个时刻A计权声压级，n为总的采样次数。

知道了标准偏差，咱们可以计算噪声污染级NPL，这是另一种用来评价噪声对人影响的方法，其可以表示为：

13、 LPN感觉噪声级

感觉噪声级(Perceived noise level) LPN和噪度主要用来评价航空噪声的影响，感觉噪声级的单位是PNdB，噪度的单位是呐。LPN大约每增减10（PNdB），噪度增减1倍。它们的关系类似于响度级与响度，区别是它们是以复合声音作为基础的，而响度级和响度则是以纯音或窄带声为基础。等噪度曲线及噪度和感觉噪声级的换算参考下图，噪度为1 呐的声音同一个40 dB、中心频率为1000 Hz的倍频带（或1/3倍频带）的无规噪声听起来有相等的吵闹感觉。